Professor Pollino Teil 6b: Halbleiter & Dioden
Hallo mein junger Elektronik-Freund!
Heute möchte ich dir etwas über Halbleiter und die einfachsten Bauteile, die man daraus herstellen kann, nämlich Dioden, erzählen.
Diese sind in ihrer Funktion mit einem Wasser-Rückschlagventil zu vergleichen.
Die Kathode ist mit einem weißen Ring markiert.
Bauform einer Diode im schwarzen Kunststoffgehäuse
Innerer Aufbau einer Diode
Die Diode besteht aus zwei nacheinander geschalteten, verschieden behandelten Zonen eines Siliziumkristalles. Durch gezielte Platzierung von unterschiedlichen Fremdatomen werden positive und negative Ladungsträger im Kristall erzeugt.
Damit die Diode leitend wird, muss die Anode mit dem Pluspol und die Kathode mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbunden werden. Weil sich gleichnamige Ladungen abstoßen, werden die positiven und die negativen Ladungen von den Batteriepolen auf die Trennfläche von N- und P-Schicht aufeinander zugetrieben, wo sie sich gegenseitig aufheben und so den Nachschub von weiteren positiven und negativen Ladungsträgern ermöglichen.
So wird der Stromfluss am Laufen gehalten.
Diode leitend
Eine sehr einfache Anwendung von Dioden sind z. B. Verpolungsschutz-Schaltungen. Diese setzen wir gerne in unseren Bausätzen ein.
Sie verhindern, dass bei einem falsch gepolten Anschluss der Batteriespannung empfindliche Bauteile im Bausatz kaputt gehen.
Batteriespannung richtig gepolt >> LED leuchtet!
Batteriespannung falsch gepolt >> LED leuchtet nicht!
Beachte:
Eine leitende Diode behält rund 0,6 Volt der Betriebsspannung für sich (kann mit einem Multimeter gemessen werden), so ähnlich wie auch ein Wasserventil einen gewissen Mindestdruck benötigt um zu öffnen.
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